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1、乳制品加工技术,绪论,我国乳品加工业生产现状、技术创新趋势与发展战略。,一、国内外乳品加工业生产现状,（一）原料奶生产1992年到2001年，中国原料奶产量由563.9万吨增长到1029万吨，年均增长幅度为6.9%。从原料奶总产量来看，2000年中国原料奶总量仅占全球总量的0.161%，这与占世界人口1/4的农业大国很不相称。,（二）人均年占有奶量,2000年世界人均占有量达到95.1千克；发达国家人均原料奶占有量最多，人均200千克左右。发展中国家人均原料奶占有量达到40.1千克。,（三）乳品加工企业数量、规 模和分布,1998年中国拥有加工厂1000多座，日加工总量为2.53万吨，日加工能
2、力超过100吨的大型企业占总数的5%，45%是加工能力在20吨以下的小型加工厂。,（四）从业人员的数量和结构,由于企业集团的兼并和重组，从1998年后从业人员下降；但近两年有所上升，主要是由于近两年乳品行业的投资较热，发展的势头较好，吸引了一些外资和国内的投资，所以从业人员有所上升，基本维持在万之间左右。,（五）乳品加工业年生产总值,2000年销售收入前十位的企业共实现销售收入86.1亿元。,（六）乳品国际贸易情况,我国成为乳品净进口国。乳制品的数量是当前国内总产量的25.4%。,（七）生产工艺及装备水平,我国乳品设备同世界先进国家比大约有1年的差距。目前进口机械占国内50%的市场，现有的乳品
3、生产企业中，15的企业拥有进口设备。主要包括砖型纸盒包装的超高温灭菌奶生产线、塑料袋软包装奶生产线、屋型纸盒包装的杀菌奶灌装设备、杯装酸奶灌装设备等。,（八）乳品生产成本及市场价格,原料奶生产成本总的特征是北低南高、农牧区低于大中城市，农户散养低于集中舍养。中国原料奶生产总成本中饲料支出比重较大。,（九）乳制品总产量、品种与结构,中国乳制品产品品种单一。其中奶粉产量约占乳制品产量的70%（2000年）。同1999年相比，液体乳增加幅度较大，超过50%。,（十）中国乳品消费,2001年增长15.6%，预计2002年的奶类消费增长幅度仍会保持在10%以上的水平。,（十一）乳业管理、经营体制,从全国
4、范围来讲，原料奶生产归农业部管理；乳制品加工归轻工食品部门管理；国内乳品流通归商业部门管理，乳品国际贸易归口外贸部门管理。这种从国家到省、地、县、乡都按部门分割管理的体制对乳业的发展很不利。,(十二)乳品对外贸易政策,目前中国执行的是比较开放的贸易政策。除放开乳品进口外，还通过吸收世界粮食计划署和欧盟等奶类项目援助，进口乳制品生产还原奶，以及吸引外资到中国创办乳制品企业。,（十三）质量标准及质量保障体系,我国的乳制品质量标准，与发达国家有很大的差距，如：干物质含量、细菌总数以及体细胞的数量等都与IDF的标准有差距，所以要完善和建立新的质量标准。,目前，世界乳业广泛采用GMP、HACCP和ISO
5、9000族等质量管理体系，我国目前大的乳业集团多以实行了ISO9000族体系的认证，但中小乳业还存在问题，而HACCP体系的认证，我国自年代由国家质量技术监督局在食品行业引进和推广以来，在乳业还未普及，目前我们应积极推广该体系的普及，和国际接轨，这有利于乳业走出国门。,二、我国乳品加工技术创新趋势,（一）产前（二）产中（三）产后,（一）产前,、奶牛单产方面我国奶牛单产较低，目前我国奶源基地的良种及改良种奶牛一个泌乳期单产在30005000千克左右，但全国奶牛平均单产仅为1700千克。,、奶牛单产方面,中国荷斯坦牛品质最佳，年均单产达5000千克以上，但其在全国奶牛存栏中所占比例不高。全国成年母
6、牛头均年产奶量为3516千克，只相当于世界平均产量(5500千克)的2/3。,另外，国外已采用（即牛生长激素），提高乳牛的产奶量是近年来迅速发展起来的一项高新生物技术。,、奶牛饲养规模、经济效益及奶价方面。,（）、从饲养方式看，中国的原料奶主要由个体养殖户生产。据统计，1996年户养奶牛占全国奶牛总头数的76.8，养奶牛户平均饲养规模不到7.4头，规模在百头以上的大型奶牛场主要分布在大城市郊区。大规模奶牛场的奶牛单产和奶的乳脂率、干物质含量要普遍高于农户散养奶牛。,（）我国传统奶牛饲养业，劳动生产率低，导致经济效益差，奶价高，已接近或达到国外价格水平。2002年4月份，乳品厂的收奶价格在1.5
7、2.0元/之间，最高的达到3.0元/以上。而主要乳制品出口国家的收奶价格:美国2.76元人民币/，澳大利亚1.49元人民币/，新西兰1.28元人民币/。,、原料奶快速检测技术方面,国外对原料奶的检测技术优势体现在对原料乳化学组成及卫生质量（细菌数、体细胞数、抗生素等）的快速检测、机械榨乳过程中的自动计量等方面。我国在这方面的检测技术上较原始、简单、落后，除大的乳业集团靠进口检测设备对微生物进行检测（如完达山、三鹿等），大多是企业无法实现对某些致病菌的快速检测，急需开发这方面的技术。,（二）产中,加入后，对乳制品的在线检测显得尤为重要，这有利于企业质量检验人员对产品质量进行跟踪，并及时整顿产品质
8、量。但我国乳品企业对乳制品的在线检测技术掌握的还很不够，包括：化学方法检测、物理方法检测、和微生物快速检测，以及一些检测仪器的研制。,、乳的风味及品质方面,我国奶的生产主要源于小规模农户分散饲养的奶牛，多为手工挤奶，原料奶质量差，国外一般采用大规模饲养奶牛，牛奶的乳脂率、干物质含量要普遍高于农户散养奶牛。如：发达国家乳干物质达到12.5%，而我国仅为11.5%。,加入WTO后，一方面要调整乳的风味，另一方面要与国际接轨，乳业要推广HACCP、GMP、ISO9000等质量管理体系，以及乳制品标准也要完善和修订。,2、生产装备及设备制造技术方面,发达国家原料奶的挤奶、冷却运输集中，全部实现机械化、
9、自动化，槽车运奶在发达国家占收奶总量的70%。瑞典和法国生产的片式超高温杀菌机，启动，运转，清洗全过程实现自动化，无菌灌装技术和设备也有较高的水平。,3、产品结构与技术开发方面,）产品品种结构（）液体奶的开发。国外液体乳主要以保鲜的巴氏杀菌奶为主，这与其完善的冷链系统和经济基础有关。而我国目前主要为UHT奶，应进一步开发液体乳的品种以适应不同消费者的需要。,（）功能型乳粉。,针对健康情况、特殊的人群、不同年龄阶段的人群研究开发的功能型乳粉将很畅销。如：低乳糖乳粉、初乳粉、免疫乳粉。,（）发酵乳及其菌种方面,益生菌发酵乳在国外日益受到关注，发展势头较好。而目前国内企业的发酵剂大多数是国外进口的。
10、从长远来看，国产发酵剂（如直投式发酵剂）的研究与开发势在必行。,（）功能性乳制品的开发,主要是对乳铁蛋白、免疫球蛋白和乳蛋白活性肽的提取；以乳蛋白为原料的生物活性肽；具有调节肠道微生态作用的益生菌发酵乳制品的开发，,（）发展学童奶,加工和包装手段落后，产品质量低下是困扰中国学童奶的一大因素。中国许多地区的学生饮用的含乳饮料，其乳脂和蛋白质含量仅及普通奶的三分之一。加工和包装主要为巴氏消毒塑料袋或对牛奶营养价值有较大破坏的长时间高温杀菌和塑料瓶，这些在国外均极少采用。,（）干酪的开发,干酪生产在我国几乎是空白，而发达国家将近30%50%的乳用于干酪的生产，随着经济全球化和饮食西方化，干酪在将来必
11、将成为我国乳品工业的重要品种之一。,）新产品开发的高新技术应用方面,（）开发膜分离、超高压杀菌技术（）开发基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等生物工程技术。（3）冷冻干燥。（4）微波技术（）高效毛细管电泳分析技术,（三）产后（冷链的建立）,国外乳业由于在产后冷链较完善，所以产品质量保证较好，且消毒奶产品多以巴氏杀菌奶为主。而我国由于冷链不健全，所以产品以超高温为主。近几年，牛奶的消费量上升，与仓买、超市、食品店等零售业的普及和店内冷链的普及是相关的，因此政府要让零售业要加强冷链的建立，提高零售业的硬件水平。,三、中国乳业同发达国家相比存在差距和问题,（一）人均占有量低。2001年中国人均原料
12、奶产量只有8.01千克。与其人口和农业大国的身份极不相称。而世界人均产量95.1千克(2000)。,（二）生产成本高,、原料奶的成本高我国牛饲养规模小，散户饲养，劳动生产率低，整体单产水平较发达国家低，造成奶牛饲养的经济效益差、奶价高。,、乳品企业规模小,我国鲜奶加工企业中，日处理能力在100吨以上的企业约占总数的，欧美国家及新西兰、澳大利亚等国的乳品加工企业平均日处理规模均在2200吨左右。2000年，我国乳品加工前十大企业的总销售额为70.42亿元，只及世界第一大乳品加工企业雀巢公司同年销售额的7.2。,、劳动生产率低、管理成本高,由于企业规模小，自动化水平低、劳动生产率很低，加大了管理成
13、本，造成产品成本高。,（三）产品质量差,、检测手段落后世界各国在乳及乳制品的快速检测及在线检测技术方面，都有比较强的技术优势，而我国还相当落后，造成产品品质较差。,、管理问题,乳业要推广HACCP、GMP、ISO9000等质量管理体系，以及乳制品的标准完善和修订。解决我国目前手工挤奶，造成原料奶质量差，影响产品质量的问题。,3、生产装备及设备制造技术落后,国内乳品机械三化程度低、配套性差，尤其是通用关键机械上，离心机及乳品分离机械与国外差距大，品种少、性能差。,（四）产品花色少、结构单一,在产品结构方面，1998年乳制品产量中奶粉产量占70%，奶油、干酪、干酪素的产量很小。液体奶消费仅局限于大
14、中城市，产量也很小，象干酪这样的产品在国外都属大宗产品，在国内基本没有生产。,(五)人均消费乳品低,2001年全世界乳类产品产量为5.64亿吨，人均占有量为94千克，亚洲人均消费乳类产品也已超过40千克，我国的人均占有量7千克左右。,(六)乳业政策环境不利于发展,发达国家政府对乳业采取了各种各样的干预和保护措施，保护生产者利益和国内市场稳定的作用，我国也要效仿，以保护民族工业。,（七）产前、产后、产中一体化经营情况差,由于中国乳业管理仍没摆脱计划经济体制的影响。从国家到省、地、县、乡都按部门分割管理。制约一体化的发展。奶业一体化程度高主要是由于牛奶鲜活易腐，挤奶一日数次，需要及时冷却、收集、储
15、运，以保证鲜奶的质量。,在美国，实行一体化的比例也非常高，250家奶业合作社供应全国约80的牛奶及其制品。在荷兰，现有22家乳品厂中有 13家是产加销一体化的合作社，其中包括供应本国80牛奶及其制品的三家最大的加工厂。,（八）我国目前乳品新产品开发过程存在的问题,1.新产品开发管理混乱。2.企业内部责任不清，合作精神不够。,(九)企业营销观念的落后,大部分乳品企业仍然停留在以生产产品为中心，没有从消费者和市场的实际需要出发;营销道德水准偏低;企业对整体产品概念理解模糊;企业品牌意识淡薄;营销手段比较单一和落后。,四、我国乳品加工业技术创新体系现状,（一）乳品业科技概况（二）技术创新体系的现状
16、随着我国乳品业的发展，我国已初步建立起了包括政府、中介服务组织、大专院校、科研院所和中心、企业所构成的技术创新体系。,黑龙江省乳品工业技术开发中心由科研基地和产业基地两部分组成,科研基地包括：国家乳品质量监督检验中心。全国乳品标准化中心。全国乳品工业信息中心。黑龙江省乳品培训中心。黑龙江省乳品工业研究所。产业基地包括：黑龙江省乳品设计研究院。黑龙江省乳品设备成套安装工程公司。黑龙江乳业集团总公司。,五、我国乳品加工业发展战略,（一）战略依据,1、历史性的发展成就,（1）乳品生产总量逐年提高，产品结构、产品质量有很大改善。（2）乳业发展倍受重视。（3）大的乳业集团相继出现，代表我国乳品加工业的发
17、展方向。（4）奶源基地建设得到加强。（5）乳品加工业设备装备水平有很大提高。,2、面临的发展新机遇,（1）中国加入世界贸易组织为其提供了广阔的发展空间。（2）中国经济持续增长，消费乳品意识不断加强。（3）中国正在大力推进农业生产结构调整，这为乳品业加快发展提供了难得的发展机遇。,3、需要应对的基本问题,乳品消费市场问题；乳品质量、结构问题；原料质量问题；成本与价格问题；经营规模和效益问题；饲草饲料问题；鲜奶及乳制品质量监测问题；生产装备水平问题；技术创新体系建设问题；乳品行业经营观念问题；乳品生产与贸易管理体制问题。,（二）战略思想和战略目标,1、战略思想立足国情，走自主发展之路；加强营销，开
18、拓乳品国际市场；依靠科技，实现乳业跨越发展；加强管理，建立健全乳品加工业生产体系和运行机制；注重环保，坚持走可持续发展的道路。,（三）战略措施,详细制定中国乳品加工业20012010年发展规划，做到产前、产中、产后协调发展。在奶源基地建设上；在产品加工方面；在乳品消费方面。,第一节 乳的种类及品种,一、乳 牛1黑白花乳牛 也简称荷斯坦牛。因其毛色为黑白花片，故通称黑白花牛。黑白花牛是目前世界上产乳量最高、数量最多，分布最广的乳用品种。分乳用型黑白花牛和乳肉兼用型黑白花牛。,（1）乳用型黑白花牛,乳用型黑白花牛体格高大，结构匀称，有典型的乳用型外貌。乳用型黑白花牛产乳量为各乳牛品种之冠。一般年平
19、均产乳量为6 5007 500kg，乳脂率为3.63.7。,（2）乳肉兼用型黑白花牛,毛色与乳用型黑白花牛相同。其特点是体格偏小，头宽颈粗，有较好的产肉性能，我国习惯上称为小荷兰牛。乳肉兼用型黑白花牛年产乳量一般平均为50006500kg，乳脂率3.84.1。产肉性能较好，经育肥后屠宰率可达5560。,（3）中国黑白花牛,中国黑白花乳牛（Chinese B1ank and White Dairy Cattle）又称中国荷斯坦牛,系纯种黑白花公牛与本地黄牛杂交，其后代经过长期相互交配选育而成。,中国黑白花乳牛具有明显的乳用特征，毛色呈黑白花。中国黑白花乳牛平均产乳量一般为6 0007 000kg
20、，平均乳脂率为3.33.4，脂肪球小，宜作鲜乳或制作干酪。,2娟栅牛（Jersey）,以乳脂率高而闻名。平均年产乳量3 0003 500kg，乳脂率高平均为5.3%，是乳用品种中的高脂品种。乳脂黄色、脂肪球大，适于制造黄油。,3.瑞士褐牛（Brown Swiss）为乳肉役兼用品种。产乳量为3 900-5 800kg，乳脂率为3.8%。4.中国草原红牛 被毛具光泽，多为深红色。泌乳期平均为220天，平均产乳量为1 662kg，乳脂率为4.02%，最高个体产乳量为4 507kg。,二、水牛,水牛（Bubffalo）分沼泽型和江河型两种类型。我国和东南亚一带的水牛属于沼泽型，印度的摩拉水牛、巴基斯坦
21、的尼里一瑞菲水牛属于江河型。两种类型在体型外貌、生活习性等方面均有着明显差别。,1.么拉水牛（Murrah）,么拉水牛是世界上著名的乳用水牛品种。用以生产鲜乳和奶油。么拉水牛素以产乳性能高而著称，在原产地的产乳量一般为1 4002 000kg，优秀者达4 500kg，乳脂率约为7.07.5，泌乳期810个月。,2.尼里一瑞菲水牛,（Nili-Ravi）简称尼里水牛，泌乳期305d，平均产乳量2 0002 700kg，最高达3 2004 000kg，乳脂率为6.9%。,3.温州水牛,温州水牛是比较好的役乳兼用水牛，温州水牛具有较好的泌乳性能，耐粗饲，抗病力强。一个泌乳期最高可产1250kg，乳脂
22、率为9%，干物质为21.0%。,三、奶用山羊,奶山羊是仅次于乳牛的主要乳畜，在世界各国历来被誉为“农家的乳牛”。1.萨能奶山羊 泌乳期300天，年平均产乳量为6001 200kg，高者可达3 000kg。乳脂率3.34.4，乳蛋白3.3，乳糖3.9，干物质11.28%12.38%。乳中膻味重。,2.关中奶山羊 产乳量一般500600kg，乳脂率为3.63.8，蛋白质3.53%，乳糖4.31，干物质12.8。3.崂山奶山羊 泌乳期89个月，产乳量450700kg，乳脂率3.54.0。,第二节 乳的基本成分及特性,影响乳牛产乳性能的因素很多，在一般情况下，主要有以下因素：品种、个体、年龄（胎次）、
23、泌乳期、挤乳技术以及饲养与营养、季节、疾病等。,一、乳的概念及组成,乳是哺乳动物分娩后由乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体。乳的成分十分复杂，其中至少含有上百种化学成分，主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类以及维生素、酶类、气体等。水分 乳固体 脂肪 蛋白质 乳糖 灰分 87.67 12.32 3.73 3.18 4.66 0.72,将乳干燥到恒重时所得到的残渣叫乳的干物质。牛的常乳中干物质含量为11%13%，除干燥时水和随水蒸气挥发的物质以外，干物质中含有乳的全部成分。乳中干物质的含量随乳成分的百分含量而变，尤其是乳脂肪在乳中的变化比较大，因此在实际工作中常用无脂干物质作为指标。,干物
24、质实际上表明乳的营养价值，在生产中计算制品的生产率时，都需要用到干物质（或无脂干物质）。弗莱希曼（Fleschmann）将乳的比重、含脂率和干物质含量之间建立起关系。由此计算出干物质和无脂干物质的含量，,下面是一个比较简单的计算公式：T=O.25L+1.2FK式中：T-干物质%F-脂肪%L-牛乳比重计读数 K-系数（根据各地情况试验求得，中国轻工业部标准规定为0.14）,二、乳的化学成分及其性质,乳脂肪：乳脂肪(Milk Fat or Butter Fat)是牛乳的主要成分之一，对牛乳风味起重要的作用，在乳中的含量一般为3%5%。乳脂肪不溶于水，呈微细球状分散于乳中，形成乳浊液。,1.脂肪球的
25、构造,乳脂肪球的大小依乳牛的品种、个体、健康状况、泌乳期、饲料及挤乳情况等因素而异，通常直径约为0.110m，其中以0.3m左右者居多。每毫升的牛乳中约有2040亿个脂肪球。,脂肪球的大小对乳制品加工的意义在于：脂肪球的直径越大，上浮的速度就越快，故大脂肪球含量多的牛乳，容易分离出稀奶油（稀奶油制造原理）。当脂肪球的直径接近1nm时，脂肪球基本不上浮。所以，生产中可将牛乳进行均质处理，得到长时间不分层的稳定产品。,乳脂肪球在显微镜下观察为圆球形或椭圆球形，表面被一层510nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜。脂肪球膜主要由蛋白质、磷脂、甘油三酸酯、胆甾醇、维生素A、金属及一些酶类构成，同时还有盐类和
26、少量结合水。由于脂肪球含有磷脂与蛋白质形成的脂蛋白络合物，使脂肪球能稳定地存在于乳中。,磷脂是极性分子，其疏水基朝向脂肪球的中心，与甘油三酸酯结合形成膜的内层；磷脂的亲水基向外朝向乳浆，连着具有强大亲水基的蛋白质，构成了膜的外层。,脂肪球膜具有保持乳浊液稳定的作用，即使脂肪球上浮分层，仍能保持着脂肪球的分散状态。在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜被破坏后，脂肪球才会互相聚结在一起。因此，可以利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率。,2.脂肪的化学组成 乳脂肪主要是甘油三酯（98%99%）、少量的磷脂（0.2%1.0%）、甾醇等（0.25%0.4%）。,乳中的脂肪酸可分为三类:,第一类为水溶性
27、挥发性脂肪酸，例如丁酸、乙酸、辛酸和癸酸等；第二类是非水溶性挥发性脂肪酸，例如十二碳酸等；第三类是非水溶性不挥发脂肪酸，例如十四碳酸，二十碳酸，十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。,乳脂肪的脂肪酸组成受饲料、营养、环境、季节等因素的影响。一般，夏季放牧期间乳脂肪中不饱和脂肪酸含量升高，而冬季舍饲期不饱和脂肪酸含量降低，所以夏季加工的奶油其熔点比较低。,（二）乳蛋白质(Milk Protein),牛乳的含氮化合物中95%为乳蛋白质，含量为3.0%3.5%，可分为酪蛋白和乳清蛋白两大类，另外还有少量脂肪球膜蛋白质。乳清蛋白质中有对热不稳定的各种乳白蛋白和乳球蛋白，及对热稳定的月示及胨。乳中蛋白质的重要性质
28、是什么?,除了乳蛋白质外，还有约5%非蛋白态含氮化合物，如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤碱等。这些物质基本上是机体蛋白质代谢的产物，通过乳腺细胞进入乳中。另外还有少量维生素态氮。,1.酪蛋白,在温度20时调节脱脂乳的pH值至4.6时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白(Casein).占乳蛋白总量的80%82%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由s-,-,-和-酪蛋白组成，是典型的磷蛋白。四种酪蛋白的区别就在于它们含磷量的多少。-酪蛋白含磷多，故又称磷蛋白。含磷量对皱胃酶的凝乳作用影响很大。,-酪蛋白含磷量极少，因此，-酪蛋白几乎不能被皱胃酶凝固。在制造干酪时，有些乳常发生软凝块或不凝固现象，就是由
29、于蛋白质中含磷量过少的缘故。酪蛋白虽是一种两性电解质，但其分子中含有的酸性氨基酸远多于碱性氨基酸，因此具有明显的酸性。,(1)酪蛋白的存在形式,乳中的酪蛋白与钙结合生成酪蛋白酸钙，再与胶体状的磷酸钙结合形成酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体以胶体悬浮液的状态存在于牛乳中，其胶体微粒直径在10300nm之间变化，一般40160nm占大多数。此外，酪蛋白胶粒中还含有镁等物质。,酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体的胶粒大体上呈球形，据佩恩斯(Payens,1966)设想，胶体内部由-酪蛋白的丝构成网状结构，在其上附着s-酪蛋白，外面覆盖有-酪蛋白，并结合有胶体状的磷酸钙，见图5-2。,-酪蛋白,s-而且还具有抑制s-酪
30、蛋白和-酪蛋白在钙离子作用下的沉淀作用。因此，-酪蛋白覆盖层对胶体起保护作用，使牛乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体胶粒能保持相对稳定的胶体悬浮状态。,(2)酪蛋白的性质,酪蛋白的酸沉淀 酪蛋白胶粒对pH值的变化很敏感。当脱脂乳的pH值降低时，酪蛋白胶粒中的钙与磷酸盐就逐渐游离出来。当pH值达到酪蛋白的等电点4.6时，就会形成酪蛋白沉淀。酪蛋白的酸凝固过程以盐酸为例表示如下：,酪蛋白酸钙Ca3(PO4)22HCl酪蛋白2CaHPO4CaCl2由于加酸程度不同，酪蛋白酸钙复合体中钙被酸取代的情况也有差异。实际上乳中酪蛋白在pH5.25.3时Ca3(PO4)2先行分离就发生沉淀，这种酪蛋白沉淀中含有钙
31、；继续加酸而使pH值达到4.6时，Ca2+又从酪蛋白钙中分离，游离的酪蛋白完全沉淀。为使酪蛋白沉淀，工业上一般使用盐酸。同理，如果由于乳中的微生物作用，使乳中的乳糖分解为乳酸，从而使pH值降至酪蛋白的等电点时，同样会发生酪蛋白的酸沉淀。,酪蛋白的凝乳酶凝固 牛乳中的酪蛋白在凝乳酶的作用下会发生凝固，工业上生产干酪就是利用此原理。酪蛋白在凝乳酶的作用下变为副酪蛋白(Paracasin)，在钙离子存在下形成不溶性的凝块，这种凝块叫作副酪蛋白钙，其凝固过程如下：酪蛋白酸钙皱胃酶副酪蛋白钙+糖肽皱胃酶,盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响 乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒容易在氯化钠或硫酸铵等盐类饱和溶液或半饱
32、和溶液中形成沉淀，这种沉淀是由于电荷的抵消与胶粒脱水而产生。,酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒，对于其体系内二价的阳离子含量的变化很敏感。钙或镁离子能与酪蛋白结合，而使粒子形成凝集作用。故钙离子与镁离子的浓度影响着胶粒的稳定性。钙和磷的含量直接影响乳汁中的酪蛋白微粒的大小，也就是大的微粒要比小的微粒含有较多量的钙和磷。,由于乳汁中的钙和磷呈平衡状态存在，所以鲜乳中酪蛋白微粒具有一定的稳定性。当向乳中加入氯化钙时，则能破坏平衡状态，因此在加热时使酪蛋白发生凝固现象。试验证明，在90时加入0.12%0.15%的CaCl2即可使乳凝固。,酪蛋白与糖的反应 具有还原性羰基的糖可与酪蛋白作用变成氨基糖而产生芳香味
33、及其色素。蛋白质和乳糖的反应，在乳品工业中的特殊意义在于：乳品（如乳粉、乳蛋白粉和其他乳制品）在长期贮存中，由于乳糖与酪蛋白发生反应产生颜色、风味及营养价值的改变。,工业用干酪素由于洗涤不干净，贮存条件不佳，同样也能发生这种变化。炼乳罐头也同样有这种反应过程，特别是含转化糖多时变化更明显。由于酪蛋白与乳糖的反应，发现产品变暗并失去有价值的氨基酸，如：赖氨酸失去17%；组氨酸失去17%；精氨酸失去10%。由于这三种氨基酸是无法补偿的，因此发生这种情况时，不仅使颜色、气味变劣，营养价值也有很大损失。,是指溶解分散在乳清中的蛋白质，约占乳蛋白质的18%20%，可分为热稳定和热不稳定的乳清蛋白两部分。
34、,2.乳清蛋白,(1)热不稳定的乳清蛋白质,调节乳清pH4.64.7时，煮沸20min，发生沉淀的一类蛋白质为热不稳定的乳清蛋白，约占乳清蛋白的81%。热不稳定乳清蛋白质包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。,乳白蛋白,是指中性乳清中，加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，呈溶解状态而不析出的蛋白质，属于乳白蛋白。乳白蛋白约占乳清蛋白68%。乳白蛋白又包括-乳白蛋白（约占乳清蛋白的19.7%）、-乳球蛋白（约占乳清蛋白的43.6%）和血清白蛋白（约占乳清蛋白的4.7%）。,乳球蛋白,中性乳清中加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，能析出而不呈溶解状态的乳清蛋白即为乳球蛋白。约占乳清蛋白的13%。乳球蛋白具有抗原作用
35、，故又称为免疫球蛋白。初乳中的免疫球蛋白含量比常乳高。,(2)热稳定的乳清蛋白,这类蛋白包括蛋白眎和蛋白胨，约占乳清蛋白的19%。此外还有一些脂肪球膜蛋白质，是吸附于脂肪球表面的蛋白质与酶的混合物，其中含有脂蛋白、碱性磷酸酶和黄嘌呤氧化酶等。这些蛋白质可以用洗涤方法将其分离出来。,脂肪球膜蛋白由于受细菌性酶的作用而产生的分解现象，是奶油在贮藏时风味变劣的原因之一。,3.非蛋白含氮物,牛乳的含氮物中，除蛋白质外，还有非蛋白态的氮化物，约占总氮的5%。其中包括氨基酸、尿素、尿酸、肌酸(Creatinine)及叶绿素等。这些含氮物是活体蛋白质代谢的产物，从乳腺细胞进入乳中。,（三）乳糖,牛乳中的碳水
36、化合物主要是乳糖，约占牛乳的4.14.5。乳糖有两种异构体乳糖和乳糖。“乳糖不耐症”。,（四）乳中的酶类,乳中酶的来源：正常成分原生酶；污染微生物的代谢产物。脂酶：最适PH为9.09.2，适温37C。5455C以下时，完全地变化；60C时有5560钝化；71C时有85钝化；87.8C仍有少量酶活力残存。磷酸酶：62.8C，30min或72C，15s加热后钝化。可用来检验低温巴低杀菌处理的消毒牛乳杀菌是否充分。过氧化氢酶：过氧化物酶：固有酶，遇热钝化，生产消毒鲜乳时，可作为一个检验项目。还原酶：是微生物代谢产物。可用来判断乳的新鲜程度。溶菌酶：具有杀菌，抗病毒作用，并可增强双歧杆菌的生长能力。,
37、第三节 牛乳的物理性质,乳的物理性质是鉴定乳质的重要依据。,一、乳的色泽新鲜牛乳一般呈乳白色或稍呈淡黄色。二、乳的相对密度正常牛乳在150C时，相对密度为1.0281.034，平均为1.03，脱脂乳为1.0341.04。通常用牛乳比重计（乳稠计）来测定，测定范围为1.0151.045。相对密度测定是检验牛乳质量的重要指标。,三、乳的热学性质（一）冰点牛乳冰点的平均值约为-0.53-0.550C。乳糖和盐类是导致冰点下降的主要因素，其含量较稳定，所以新鲜正常牛乳的冰点是物理性质中一项稳定的数据。牛乳中掺水可导致冰点回升。（二）沸点在一个大气压（1.013105Pa）下约为100.550C，浓缩过
38、程中沸点继续上升。（三）比热容牛乳的比热容为其所含各成分比热容在乳中的质量比例之和。,（四）乳的电学性质1导电率与其成分特别是氯根和乳糖含量有关，当乳中氯根含量升高或乳糖含量减少时导电率增大。正常牛乳的导电率在200C时为0.005S/m,一般在0.0030.005S/m左右超过即可认为是病牛乳。测定导电率是检验乳房炎的一种简便方法。2氧化还原电势一般牛乳的氧化还原电势为0.230.25V。微生物污染，随着氧的消耗和产生还原性代谢产物，可使氧化还原电势降低。用于微生物污染程度的检验。（五）乳的表面张力和粘度,牛乳的酸度：,酸度是反映牛乳新鲜度和稳定性的指标，酸度高的牛乳，新鲜度低，热稳定性差。
39、自然酸度主要来源于乳中蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐及二氧化碳等酸性物质；新鲜牛乳的自然酸度为16180T。发酵酸度来源于微生物繁殖分解乳糖产生的酸度。两者之和为总酸度。乳的酸度越高，其对热的稳定性越低。,0T（表示乳酸度，即滴定酸度）吸取10ml牛乳放入150ml锥形瓶中，加入20ml蒸馏水，再加入0.5ml，0.5的酚酞酒精溶液，小心摇匀，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，在1min内不消失为止,消耗0.1mol/L氢氧化钠标准溶液的毫升数乘以10，即为酸度0T。,异常乳：,异常乳在泌乳期中，由于生理、病理或其他因素的影响，乳的成分与性质发生变化的乳。一般情况下异常乳是不适宜加工使
40、用的。,一、生理异常乳（一）初乳产犊后七天内分泌的乳。呈显著黄色，粘稠而有特殊气味，乳固体含量高，对热不稳定的乳清蛋白质含量特高，乳糖含量较低。不适宜作乳制品的原料。（二）末乳带有苦而微咸味道，酸度降低，细菌数与脂酶增多，常带有脂肪氧化味，不适宜作原料乳。（三）营养不良乳,二、病理异常乳（一）乳房炎乳（二）生物化学异常乳和代谢异常乳（三）人为异常乳,热处理对乳的影响,牛乳是一种热敏性物质，研究热处理对牛乳性质的影响，对于控制产品质量是有密切关系的。,一、形成薄膜在40C以上加热时，液面生成薄膜。二、褐变反应长时间高温加热则发生褐变反应，属非酶褐变，主要是美拉德反应，其次是乳糖的焦糖化反应。三、
41、形成乳石在与牛乳接触的加热面上形成乳石，首先形成Ca2（PO4）2 的晶核。,四、乳蛋白质的热变性（一）酪蛋白的变化酪蛋白溶液于100C下加热30min化学性质几乎无变化，140C以上温度热，则开始凝固。（二）乳清蛋白质的变化乳清蛋白质的热稳定性低于酪蛋白，乳白蛋白热稳定性最高，乳球蛋白及血清白蛋白次之，免疫球蛋白最低。五、乳糖的变化在100C以下短时间加热牛乳时，乳糖的化学性质没有什么变化，100C以上长时间加热能生成种种分解产物。,六、其他成分的变化乳脂肪比较稳定，属非热敏性成分。高温加热会使乳脂肪球融合在一起上浮于液面。牛乳经高温加热后，由于乳清蛋白质变性而使其粘度增大，影响稀奶油的分离
42、。热处理对矿物质的影响主要表现为可溶性钙与磷减少。加热过程中一些风味成分与气体会从牛乳中散失。,第四节 原料乳预处理,验收；过滤净化；冷却、贮存；标准化。,一、原料乳的验收,为保证乳制品质量，在收奶时必须根据国家生鲜牛乳收购标准（GB6914）对原料乳进行验收。必须进行感官检验、理化检验和卫生检验。常规检验项目除色泽、滋味、气味、组织形态外，还有密度测定，酒精试验、酸度测定、脂肪含量测定及还原酶试验等。检验合格的原料乳才能移入磅奶槽或通过流量计计量后验收。,原料乳的品质评定参考,原料乳的质量标准,采用由健康母牛挤出的新鲜天然乳汁。不得使用产前15d内的胎乳和产后7d内的初乳。不得含有肉眼可见的
43、机械杂质。具有新鲜牛乳的滋味和气味，不得有外来异味。如饲料味、苦味、臭味、霉味和涩味等。,为均匀无沉淀的流体，呈浓厚粘性者不得使用。色泽为白色或稍带微黄色，不得有红色、绿色或显著黄色。酸度不超过20oT，个别地区允许使用不高于22oT的乳。乳脂肪3.0%，全脂乳固体11.5%。不得使用任何化学物质和防腐剂。汞和有机氯农药的残留量应符合国家标准。,二、原料乳的净化,除去乳中的机械杂质，减少微生物的数量。（1）过滤净化使用过滤，有滤布、不锈钢或合成纤维制成的筛网。（2）离心净化用离心净乳机，在离心力作用下，乳中相对密度较大的微细机械杂质、脱落的体细胞等可被除去，乳中凝固的蛋白质、白血球、红血球及一
44、些细菌也可被除去，如大肠杆菌、枯草杆菌等较大的细菌可被除去90。大中型厂多采用自动排渣或净乳、分离、标准化三联机。,三、原料乳的冷却和贮存,净化后的原料乳应立即冷却到5100C，以抑制细菌的增长，保持乳的新鲜度。挤出后的鲜乳中含有能抑制微生物生长的抗菌物质（乳烃素）乳温0C 37 30 25 10 5 0 10 25抗菌作用时间 2 3 6 24 36 48 240 720抗菌作用时间长短与细菌污染程度也有直接关系，污染程度越大，抗菌作用时间越短。,贮存：在贮乳罐中，有绝热层和搅拌装置，以保证贮存的原料乳在24h内，温度升高不超过230C。原料乳贮存量至少应与工厂1天的处理量相平衡，以保证连续
45、生产。,四、原料乳的标准化,是调整原料乳中脂肪和无脂乳固体含量的比例，使其符合产品标准要求的过程。（1）稀奶油中非脂乳固体含量的计算（2）脱脂乳中非脂乳固体含量的计算（3）原料乳脂肪含量不足时的计算（4）原料乳脂肪含量过高时的计算（5）采用Pearson法进行标准化计算,其原理是设原料乳的含脂率为P%，脱脂乳或稀奶油的含脂率为q%,按比例混合后，使混合乳的含脂率为r%，原料乳量为x,脱脂乳或稀奶油量为y时，对脂肪进行物料衡算，则形成下列关系：px+qy=r(x+y)则x(p-r)=y(r-q)式中，若qr，表示需要添加脱脂乳，如果qr，pr，则表明应添加稀奶油。,例今有l000kg含脂率为3.
46、5%的原料乳因含脂率过高，拟用脂肪含量为0.2%的脱脂乳调整，使标准化后的混合乳脂肪含量为3.2%，需添加脱脂乳多少kg？因qr x（r-q）=y（p-r）已知X=100Okg，即需添加脂肪含量为0.2%的脱脂乳l00kg。,第四节 液体奶的加工技术,1鲜乳以鲜乳为原料直接加工而成的饮用乳。2液体乳在普通市乳中添加浓缩乳或脱脂乳粉与稀奶油。3强化牛乳主要强化维生素和矿物质。4复原乳（再制乳）复原乳全脂乳粉溶解后，帛的与普通市乳组分相同的液体乳；再制乳将脱脂乳粉溶解后，加入无水奶油，再经均质化制成的。,5成分调制乳将牛乳本身的成分加以调整的制品。6功能性液体乳仿制乳、合成乳、高蛋白乳、低乳糖乳、
47、低盐乳、蛋白消化乳、免疫乳。7灭菌乳8乳饮料,一、乳中的微生物,种类：病原微生物；有害微生物；有益微生物。,1、原料乳中微生物的来源,内源性污染；外源性污染：牛体的污染；牛舍的污染；挤乳用具及工作人员的污染；储藏运输过程中的污染。,2、原料乳中的病原菌,葡萄球菌属；链球菌属；沙门菌属；大肠埃希菌属；李斯特菌属；布鲁菌属；芽孢杆菌属；梭菌属；分支杆菌属。,3、原料乳中的病毒和噬菌体,病毒；噬菌体：乳链球菌噬菌体；乳酪链球菌噬菌体；嗜热链球菌噬菌体；乳酸杆菌的噬菌体。,4、原料乳中的腐败微生物,大肠菌群；假单胞菌属；黄杆菌属；产碱杆菌属；莫拉菌属；腐败希瓦菌属；形成芽孢的革兰阳性杆菌属；乳酸菌属。
48、,5、原料乳中的有益微生物,乳杆菌属；乳球菌属；链球菌属；明串珠菌属；丙酸杆菌属；双歧杆菌属；微球菌属。,6、原料乳中的真菌,酵母菌；霉菌。,7、原料乳中的嗜冷菌和耐热菌,嗜冷菌；耐热菌。控制菌体的污染程度，降低相关微生物在乳中的活动是减少微生物污染对乳制品质量影响的有效途径。-加强奶牛场和乳品加工厂的日常卫生管理；-实行预杀菌工艺；-对原料乳进行有效的净化除菌处理；-控制芽孢在乳中的生长。,二、液体乳生产工艺,原料乳的验收和预处理均质杀菌或灭菌冷却（至4 以下）罐装、封口装箱、冷藏,均质,冲击作用：由于冲击、破碎和加速等而产生的冲击破坏作用。爆破作用：由于通过均质阀门时压力急剧降低而爆发的破
49、碎作用。剪切作用：由于细孔周缘的涡流和液流中心与边缘的速度差而引起的剪切作用。空洞现象：即由于所谓的空化作用引起气泡的破裂而增加破坏作用。,均质乳的特点,成分均一，稳定性好，营养价值高；具有良好的风味；凝乳块柔软，有利于消化吸收.,杀菌和灭菌,杀菌（消毒）：是指将乳加热至所需温度，以杀死乳中致病菌为目的的处理方法。绝对无菌：是指完全不存在任何形式的微生物、活孢子的处理状态。商业无菌：经过无菌处理之后的产品和媒介物可能仍然含有可存活的孢子甚至微生物，但是它们不会再发生微生物转变，使产品发生因微生物个体繁衍而腐败。,LTLT杀菌法：6265，30min。冷热缸HTST杀菌法：7275，15s。板式杀菌器高温保持灭菌法UHT灭菌法：130150，0.515s,UHT灭菌乳,（一）灭菌的基本原理牛乳在或更高的温度下加热处理数秒钟，可以成为褐变程度很小的灭菌产品，且牛乳的风味、外观、营养价值都不会有大的影响。,（二）灭菌乳生产工艺工艺有两个关键过程：，下瞬间灭菌；无菌包装。无菌包装：用蒸汽、热风或化学试剂将包装材料灭菌后，再以蒸汽、热风或无菌空气等形成正压环境，在防止细菌污染的条件下进行的灭菌乳包装。,不同的杀菌方式+不同的包装=不同保质期,
